Resilienza e approccio integrato: due concetti astratti ma che hanno delle importanti ricadute operative se parliamo di sistema energetico. Sono due concetti chiave che segneranno la ricerca in ambito elettrico ed energetico nell’immediato futuro. È quel che prevede, e in un certo senso auspica, Michele de Nigris, direttore del dipartimento Sviluppo Sostenibile e Fonti di Energia presso RSE – Ricerca sul Sistema Energetico.

“Avere un sistema il più possibile resiliente è un obiettivo che dobbiamo perseguire in maniera molto determinata – ci dice – Il sistema elettrico, ma più in generale quello energetico, è sempre più soggetto a perturbazioni e rischi causati sia dai cambiamenti climatici, sia dall’uomo: attacchi fisici o minacce alla sicurezza informatica”.

RESILIENZA FONDAMENTALE DI FRONTE E NUOVI RISCHI

I rischi si moltiplicano: “Oggi la sicurezza e l’adeguatezza del sistema elettrico sono visti in un’ottica cosiddetta ‘N-1’: il sistema è dimensionato per resistere alla perdita di una linea o di un grande generatore. Insomma di una contingenza per volta. Bisogna allargare quest’approccio per affrontare le contingenze multiple, più minacce contemporaneamente”.

L’altro aspetto che va migliorato è la capacità del sistema di ripristinare il proprio funzionamento in maniera molto veloce dopo un evento critico. Ciò è possibile solo programmando un ampio spettro d’interventi che vanno dalla prevenzione in fase di progettazione alle attività effettuate durante l’esercizio della rete: “Pensiamo ad esempio ai problemi vissuti in Italia nell’inverno scorso – ci dice de Nigris – le interruzioni del servizio sono state in diverse occasioni causate dalla formazione di manicotti di ghiaccio o neve bagnata sulle linee aeree di alta e media tensione”.

Come si affronta o previene una situazione del genere? “Non potendo evitare le nevicate, bisogna evitare che queste causino danni alla rete: attraverso dispositivi che limitino la rotazione del conduttore su se stesso, evitando la crescita del manicotto, oppure aumentandone la temperatura attraverso un reindirizzamento della potenza di rete, evitando così che il manicotto possa formarsi. Oppure si può agire ancora più all’origine, attraverso un’accurata previsione degli eventi meteorologici estremi ed una indicazione precisa agli operatori, su mappe georeferenziate, dell’avvicinarsi di situazioni ambientali critiche, in modo da allertare per tempo le squadre di emergenza”.

L’esperienza anche recente ci ha insegnato le conseguenze alle quali andremo incontro se non metteremo la resilienza del sistema elettrico in cima alle nostre priorità: “È un filone sul quale in Italia non possiamo esimerci dall’indagare”.

UN APPROCCIO INTEGRATO CHE CONSIDERI UNITARIAMENTE TUTTI I VETTORI ENERGETICI

L’altro concetto chiave sottolineato da de Nigris è l’approccio integrato: “Una gestione del sistema energetico che consideri contemporaneamente il sistema elettrico, la rete gas, il riscaldamento, il raffrescamento, i trasporti. Le soluzioni tecnologiche che possono derivare da un approccio del genere sono molteplici”. Il funzionamento correlato tra sistema elettrico e sistema termico si può osservare ad esempio: nello stoccaggio di energia sotto forma di acqua calda in boilers elettrici azionati quando c’è un eccesso di elettricità generata dalle fonti rinnovabili; nelle applicazioni cosiddette “power to gas”, per produrre idrogeno o metano a partire sempre da un surplus di energia in rete; nel “vehicle to grid” che consente di utilizzare le batterie dei veicoli elettrici per fornire servizi ancillari alla rete; nei sistemi ibridi per il raffrescamento/riscaldamento che ottimizzano l’utilizzo dei diversi vettori energetici (gas o elettricità). Soluzioni a diversi gradi di sviluppo. Alcune, come il vehicle to grid, sono già oggetto di sperimentazione di alcune grandi aziende anche in Italia.

“Al di là delle singole applicazioni, quello che è interessante è guardare in maniera integrata tutti i vettori energetici. Ormai questo è l’approccio prevalente nella ricerca europea. Forse in Italia bisognerebbe dare un’accentuazione maggiore a questo tipo di ricerca che sicuramente è uno degli argomenti forti del prossimo futuro”.

2017: RSE PROTAGONISTA SULLE SMART GRID

Infine, guardando all’anno che si è appena concluso, non si possono dimenticare gli sviluppi sul tema delle smart grid. Il 2017 ha segnato l’inizio delle attività previste dal programma Mission Innovation, con RSE tra i protagonisti. L’Italia, insieme a Cina e India, conduce la cabina di regia dedicata alla “challenge” sulle reti intelligenti: “In questi primi mesi di lavoro abbiamo definito le priorità di intervento e realizzato una attività di ricognizione dello stato dell’arte dello sviluppo delle smart grid nei diversi paesi che aderiscono a Mission Innovation. Questa attività di cooperazione tra le migliori teste della ricerca pubblica internazionale è sicuramente utile affinché le soluzioni e le metodologie più innovative arrivino prima sul mercato”.

Cosa ci aspetta nel prossimo futuro? “Nel giro di qualche anno vedremo risultati concreti nella gestione delle reti di distribuzione come web of cells: microreti autosufficienti ma allo stesso tempo interconnesse. Autosufficienti per ciò che concerne le risorse, l’alimentazione del carico e il sistema di controllo ma che in caso di necessità possono contribuire o chiedere il contributo di altre microreti equivalenti. Un po’ come la struttura di un nido d’ape.